Wilgotność Względna Powietrza Wywiewanego: Kompleksowy Przewodnik

Wentylacja w budynkach jest niezbędna, a systemem przeznaczonym do wentylacji budynków jednorodzinnych jest wentylacja hybrydowa Schiedel Flow, która stanowi połączenie zalet wynikających z wentylacji naturalnej oraz mechanicznej.

Wraz z coraz powszechniejszym stosowaniem szczelnych okien i drzwi, najczęściej plastikowych lub aluminiowych, zapewnienie prawidłowej wentylacji mieszkań stwarza poważne problemy. W tych sytuacjach wymiana zużytego powietrza jest bardzo ograniczona i dlatego należy ją zapewnić poprzez dobrze funkcjonującą wentylację grawitacyjną lub mechaniczną.

W przypadku źle działającej wentylacji w pomieszczeniach zamkniętych wartości graniczne CO2 osiągane są bardzo szybko. W trakcie oddychania, pocenia się, gotowania, kąpieli, czteroosobowa rodzina wytwarza codziennie 10 litrów wody w formie pary.

Wentylacja Schiedel Flow nieprzerwanie dostosowuje powietrze do potrzeb optymalnego mieszkania. Pozwala ona użytkownikowi wykorzystywać zalety dwóch systemów: naturalnego i mechanicznego przy minimalizacji kosztów wynikających z uciążliwości pracy mechanicznej wentylatora. Dzięki możliwości zastosowania sterowania w każdym pomieszczeniu wentylacja działa tylko w takim stopniu, w jakim jest to konieczne.

W związku z tym, że ilość świeżego powietrza potrzebnego w pomieszczeniu wynika [m.in.] z poziomu wilgotności, która zmienia się stosownie do ilości i aktywności obecnych osób, wentylacja Schiedel Flow posiada systemy automatycznej kontroli pozwalające spełnić normowe warunki higieniczne. Sterowanie to może być oparte na poziomie wilgotności względnej w pomieszczeniu przy zastosowaniu czujnika Higster lub wywiewnej kratce wentylacyjnej Ellan. Sterowanie reaguje na zawartość wilgoć w powietrzu natychmiast, niezależnie i mechanicznie.

Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu

Wentylacja z odzyskiem ciepła (z rekuperacją) może przynieść wiele korzyści dla jej użytkowników, jednak musi zostać spełnionych szereg założeń, aby system działał prawidłowo. Wielu instalatorów i projektantów, planując system wentylacyjny dla domku jednorodzinnego wykorzystuje normy i praktykę stosowaną dla obiektów użyteczności publicznej, co może prowadzić do przewymiarowania projektu. W efekcie inwestor może ponieść zdecydowanie większe koszty podczas budowy systemu oraz podczas jego eksploatacji.

Wpływ Wilgotności na Komfort i Koszty

Wpływ na podwyższone koszty mają między innymi opłaty za duże zużycie energii elektrycznej, koszty w postaci strat ciepła w procesie nadmiernej wentylacji, koszty konserwacji (np. wymiany filtrów).

Odnoszą się one bowiem do zagadnienia tzw. "komfortu klimatycznego", to znaczy do takich właściwości fizycznych powietrza, których spełnienie jest konieczne dla różnych stanów pracy i odpoczynku człowieka. Przy zachowaniu tych warunków człowiek odczuwa komfort przebywania w pomieszczeniu.

W przypadku stosowania wentylacji mechanicznej ważną sprawą jest rozmieszczenie i wyregulowanie nawiewów. Nie należy ich montować bezpośrednio w strefie przebywania ludzi. Sprawa nie jest taka prosta, gdy chcemy zapewnić komfort w zakresie odpowiedniej wilgotności i jonizacji powietrza.

Wilgotność Powietrza w Sezonie Grzewczym

Gdy na zewnątrz temperatura wynosi 0 °C lub mniej, zawartość bezwzględna wilgoci w powietrzu jest w granicach 1-3 g/m3 (60-90% wilgotność). Pobierane świeże powietrze ogrzewa się w wymienniku ciepła do temp. 12-15 °C. Przy zawartości H2O 1-3 g/m3 wilgotność względna w tej temperaturze wynosi zaledwie 10-20%.

Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum

Chcąc zachować wilgotność na poziomie 35% (przy temperaturze na zewnątrz -5°C i wymianie powietrza np. 300 m3/h) musimy "nawilżyć powietrze" ok. 1 litrem wody na 1 godz. Ktoś powie, że to paradoks. Z jednej strony eliminujemy nadmiar wilgoci z kuchni, łazienek, itd.

W sezonie grzewczym, szczególnie gdy na zewnątrz jest mróz, wentylujemy mniej intensywnie (szczególnie sypialnie, aby nie doprowadzić do przesuszenia powietrza). Nocą centrala powinna pracować na możliwie małym wydatku (1 bieg). Jeśli podczas przyjęć w pokoju dziennym przebywa więcej osób, włączamy centralę na 2 lub 3 bieg i jednocześnie maksymalnie odkręcamy anemostaty nawiewne w pokoju dziennym. Wentylacja w sezonie letnim może być intensywniejsza.

Dodatkowe Rozwiązania

Stosowanie dodatkowego, dużego nawiewnika np. o 160 mm z zamontowaną, sterowaną siłownikiem przepustnicą motylkową jest jednym z rozwiązań. Normalnie przepustnica jest zamknięta, powietrze napływa tylko przez anemostaty nawiewne. Gdy jest więcej osób (np. podczas przyjęć) włączamy poprzez przepustnicę motylkową dodatkowy, wydajny nawiewnik. Wówczas większość powietrza z centrali popłynie do tego pokoju, a więc tam gdzie chcemy. Wyłącznik przepustnicy w postaci naściennej montujemy w danym pomieszczeniu.

Centrale wentylacyjne MISTRAL (stosowanych w domach jednorodzinnych) nie wymagają stosowania dodatkowych nagrzewnic elektrycznych. Powoduje to dodatkowe przesuszenie powietrza, zmniejszenie naturalnej ujemnej jonizacji. Centrale wentylacyjne MISTRAL zapewniają wystarczające ogrzanie powietrza (nawet gdy jest duży mróz).

Oddychanie zbyt suchym powietrzem jest niebezpieczne szczególnie podczas snu. Prowadzi to bowiem do przesuszenia śluzówki dróg oddechowych, a w konsekwencji do bólu gardła, nieżytu nosa i stanów zapalnych. Dla kontroli mikroklimatu zalecamy montaż naściennych wskaźników temperatury i wilgotności.

Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności

Kluczowe Zasady Prawidłowej Wentylacji

  1. Ilość powietrza nawiewanego powinna być równa ilości powietrza wywiewanego. Czynności te może przeprowadzić instalator miernikiem przepływu. Centrale wentylacyjne MISTRAL są tak zaprojektowane, że umożliwiają kontrolę zbilansowania przepływu bez specjalnych przyrządów.
  2. Drzwi zewnętrzne, okna, powinny być możliwie szczelne. Nie powinno być żadnych dodatkowych czynnych kanałów wentylacji grawitacyjnej lub powinny być zamknięte. Każdy taki kanał w sezonie grzewczym powoduje bardzo dużą ucieczkę ciepłego powietrza. Jeżeli w domu jest kominek, to powinien być z wkładem. Przy zbilansowanej wentylacji (z lekkim nadmiarem nawiewu 5-10%) ogień pali się w takim kominku znakomicie (dobry ciąg spowodowany brakiem grawitacyjnego podciśnienia w budynku). Jeśli w budynku jest kotłownia gazowa lub olejowa, to w myśl przepisów powinna mieć własne kratki wentylacyjne: nawiewną i wywiewną.
  3. Przewody przechodzące przez strefy nieogrzewane (np. strychy, piwnice) powinny być izolowane wełną o grubości min. k = 1.5 - współ. s = 15 m2 - przykładowa powierzchnia mb.

WNIOSEK: Należy ograniczyć Q przez grubszą izolację rur (min. sza niż 4 mb. gdy z projektowych obliczeń wynika, że na anemostatach (z reguły tych najbliżej centrali) ciśnienie statyczne będzie wyższe niż 70-80 Pa, należy zastosować przepustnice dławiące w odległości min.

Wentylacja w Sezonie Letnim

Gdy na zewnątrz jest bardzo gorąco, wcześniej czy później mury domu się nagrzeją. W ciągu dnia centrala nawiewa powietrze zewnętrzne tylko nieznacznie ochłodzone powietrzem wewnętrznym. Rekuperatory z odzyskiem ciepła mają tą właściwość, że w nocy gdy temperatura spadnie poniżej 20 °C ich praca spowoduje niepotrzebne podgrzanie powietrza zewnętrznego.

Za pomocą "wyłącznika nawiewu" zamontowanego w centralach MISTRAL można wyłączyć nawiew na okres upałów. W sezonie letnim wyjmuje się rekuperator z centralki wentylacyjnej a w jego miejsce umieszcza się wkład letni, w którym nie zachodzi już wymiana ciepła. Rozwiązanie to daje szereg korzyści w porównaniu z rozwiązaniem pierwszym. Nie jesteśmy już zmuszeni do otwierania okien (zwłaszcza nocą) dzięki czemu problem komarów, hałasu i pyłków alergennych zostaje znacznie ograniczony.

Różne Typy Wymienników Ciepła

Czym różnią się wymienniki w centralach wentylacyjnych: krzyżowy, przeciwprądowy i obrotowy?

Wpływ Organizacji Przepływu Powietrza na Wielkość Instalacji Klimatyzacyjnej

Prawidłowe rozprowadzenie powietrza w pomieszczeniu jest istotnym zagadnieniem w instalacjach klimatyzacyjnych powietrznych, w których wyłącznie strumień powietrza nawiewanego uzdatnianego w centrali odpowiada za parametry powietrza w pomieszczeniu. W odróżnieniu od systemów z wtórnym uzdatnianiem powietrza (klimatyzatory, belki chłodzące, klimatyzatory typu split) w instalacjach powietrznych występuje możliwość doboru sposobu nawiewu powietrza do pomieszczenia w zależności od potrzeb.

Ogólny podział systemów klimatyzacji składa się na:

  • systemy z wtórnym uzdatnianiem powietrza, wykorzystujące dodatkowe urządzenia w pomieszczeniu, np. klimakonwektor,
  • systemy z pierwotnym uzdatnianiem, w którym powietrze przygotowywane jest centralnie.

Systemy te można porównać jedynie w przypadku obsługi jednego, dużego pomieszczenia. Klimatyzacja z pierwotnym uzdatnianiem powietrza nie nadaje się do obsługi wielu pomieszczeń, ponieważ nie posiada możliwości indywidualnego sterowania parametrami powietrza nawiewanego w zależności od potrzeb. W dalszych rozważaniach brana pod uwagę będzie duża sala takiego typu jak konferencyjna.

Definicja Klimatyzacji i Wentylacji

Definicja klimatyzacji mówi, że jest to: „wentylacja pomieszczenia zapewniająca środowisku powietrznemu pomieszczenia określone właściwości i parametry - czystość, temperaturę i wilgotność względną - przez uzdatnianie i rozdział powietrza, odpowiednio do przeznaczenia i sposobu wykorzystania pomieszczenia w każdych warunkach klimatycznych danej miejscowości". Jak widać pierwszym słowem definicji klimatyzacji jest słowo "wentylacja", które według definicji oznacza: "wymianę powietrza w pomieszczeniu lub jego części mającą na celu usunięcie powietrza zużytego i zanieczyszczonego oraz wprowadzanie powietrza zewnętrznego".

Definicje te pokazują, że instalacja klimatyzacji powinna przede wszystkim wentylować, czyli zapewniać doprowadzenie świeżego powietrza, powinna także odpowiednio rozprowadzać powietrze w pomieszczeniu. Wentylowanie może ograniczyć się do wyraźnie zdefiniowanej strefy pomieszczenia. Norma 13779 [2] proponuje przyjęcie pewnych wielkości, które jednak mogą, a nawet powinny zostać zmienione przy uzgodnieniach z inwestorem lub użytkownikiem pomieszczeń.

Znaczenie Definicji Strefy Obsługiwanej przez System

Poprawna definicja strefy obsługiwanej przez system ma ogromne znaczenie w późniejszej eksploatacji systemu. Może spowodować zmianę strumienia powietrza wentylacyjnego i znacząco wpłynąć na koszt jego uzdatniania. Przykładowo na salach konferencyjnych o płaskiej widowni (w przeciwieństwie do amfiteatralnych) i wysokości do 4 m strumieniem powietrza można objąć około 1/3 kubatury pomieszczenia, co znacząco redukuje strumień powietrza nawiewanego.

Aby spełnić zadanie usuwania zysków ciepła jawnego oraz utajonego (w postaci strumienia wilgoci), powietrze klimatyzacyjne powinno mieć odpowiednio niższą temperaturę i niższą wilgotność.

Współczynnik Cieplno-Wilgotnościowy Pomieszczenia

Stosunek zysków ciepła całkowitego do strumienia wydzielanej wilgoci określa się literą e (epsilon) i oblicza z zależności:

Współczynnik ten określa nachylenie prostej, po której zachodzi zmiana parametrów powietrza od nawiewnika do wartości (temperatury i wilgotności względnej) projektowanych. Można ten współczynnik określić mianem charakterystyki cieplno-wilgotnościowej pomieszczenia, ponieważ określa nachylenie prostej w zależności od wzajemnego stosunku wydzielających się ciepła i wilgoci.

Ostatni wzór pokazuje, że strumień powietrza nawiewanego zależy od różnicy entalpii powietrza w pomieszczeniu i nawiewanego (hp-hN), która wynika z założonej różnicy temperatur dtN. Przy nawiewie powietrza o niskiej temperaturze, strumienie powietrza będą mniejsze, a także wymiary kanałów oraz wielkości centrali. Powietrze zimniejsze trudniej będzie wprowadzić do pomieszczenia.

Jak Poprawnie Wprowadzić Powietrze do Pomieszczenia i Dobrać Nawiewniki?

Ogólna zasada wentylacji zakłada, że powietrze powinno być doprowadzane do strefy najmniej zanieczyszczonej, a odprowadzane z obszaru o największej koncentracji zanieczyszczeń w celu uniemożliwienia rozprzestrzeniania się powietrza o gorszej jakości. Ten warunek nie jest łatwy do spełnienia we wszystkich rodzajach dużych sal. W pomieszczeniach o zmiennej konfiguracji ścian lub krzeseł jedynym sposobem nawiewania powietrza jest nawiew od góry, który będzie pracował przeciwko naturalnym siłom konwekcji i będzie sprowadzał spod sufitu na dół część zużytego powietrza.

Nawiew Indukcyjny (Mieszający) - Kratki Nawiewne

Pierwszym sposobem nawiewu, najtańszym i przez to często branym pod uwagę, są kratki nawiewne. Ich zastosowanie jest uzależnione od dokładnego sprawdzenia podstawowych parametrów nawiewnika: zasięgu strumienia powietrza, prędkości i jednocześnie temperatury strumienia na granicy strefy przebywania ludzi, z których wyznaczamy zdolność chłodzącą strumienia powietrza oraz poziomu mocy akustycznej. Producent kratek powinien udostępnić odpowiednie nomogramy.

Ważnym zagadnieniem jest lokalizacja kratki względem sufitu lub ściany. Bliskie usytuowanie kratki prowadzi do powstania efektu Coanda, czyli przyklejenia się strugi do płaszczyzny, a zatem zwiększenie jego zasięgu. Przy świadomym projektowaniu jest to efekt pożądany i często wykorzystywany. Nieświadomość tego zjawiska prowadzi do niekontrolowanego zwiększenia zasięgu strumienia powietrza, który czasem jest niewskazany.

Nawiew Indukcyjny (Mieszający) - Anemostaty Sufitowe

Często spotykanym sposobem nawiewu powietrza jest nawiew od góry przy pomocy anemostatów. Ten typ nawiewu, w zależności od kilku parametrów (na przykład wysokości pomieszczenia) pozwala na nawiew powietrza znacznie zimniejszego od powietrza w pomieszczeniu - na przykład o 8K, co dla kratek było niewskazaną wartością graniczną. Dla każdego nawiewnika należy ponownie sprawdzić, czy parametr zwany zdolnością chłodzącą strumienia powietrza mieści się w granicach dopuszczalnych wartości.

Nawiew Wyporowy

Dużo oszczędniejszym i skuteczniejszym typem nawiewu jest nawiew wyporowy. Dzięki nawiewaniu powietrza bezpośrednio do strefy przebywania ludzi można zmniejszyć strumień powietrza nawiewanego. W przeciwieństwie do nawiewu indukcyjnego (mieszającego) zanieczyszczenia nie są rozpraszane po pomieszczeniu, tylko unoszą się ponad strefą i stamtąd mogą być usuwane.

Nawiew wyporowy pozwala również na odniesienie pewnych korzyści energetycznych. Przy nawiewie indukcyjnym konieczne jest utrzymywanie niskich temperatur nawiewu powietrza ze względu na usuwanie „po drodze" od nawiewnika do użytkownika zysków ciepła i wilgoci. W całym pomieszczeniu utrzymywana jest projektowana temperatura komfortu rys. 14.

Ograniczenia nawiewu wyporowego: Ze względu na nawiew powietrza w bezpośredniej bliskości strefy przebywania ludzi dopuszczalne różnice temperatur nawiewu są ściśle określone (tab. 3) i zależą od aktywności fizycznej użytkownika. Poza tym nawiew wyporowy musi być starannie zaprojektowany - na przykład w salach amfiteatralnych konieczny jest nawiew spod podłogi. Nawiewniki ścienne, które bardzo dobrze spisują się w salach o płaskiej podłodze, zapewnią komfort tylko pierwszym rzędom.

Wentylacja Mechaniczna

W wentylacji mechanicznej wymiana powietrza jest niezależna od jakichkolwiek wpływów atmosferycznych. Wymuszony przepływ powietrza uzyskuje się dzięki zastosowaniu jednego lub kilku wentylatorów. Wentylacja mechaniczna może mieć wiele odmian zależnych od sposobu wymiany powietrza, kierunku ruchu powietrza w stosunku do wentylowanego pomieszczenia, różnicy ciśnienia wewnątrz i na zewnątrz pomieszczenia.

Najprostszym rozwiązaniem jest wentylacja wywiewna polegająca na zainstalowaniu wentylatorów w kanałach wentylacyjnych. W takim systemie wentylacji powietrze dostaje się do budynku przez nieszczelności okien i drzwi lub przez nawiewniki, podobnie jak w wentylacji naturalnej. Zaletą wentylacji mechanicznej jest możliwość dostosowania jej wydajności do faktycznych potrzeb mieszkańców, dzięki temu można stworzyć komfortowe warunki w pomieszczeniach. Regulacja systemu wentylacji mechanicznej może odbywać się automatycznie.

Montując specjalne urządzenia - rekuperatory - można odzyskiwać ciepło z usuwanego powietrza, a zatem oszczędzać zimą cenną energię. Można także zastosować filtry zatrzymujące zanieczyszczenia dostające się do budynku z zewnątrz. W instalacjach wentylacji mechanicznej wykorzystuje się różną ilość świeżego powietrza.

Wyłącznie świeże powietrze wykorzystuje się w instalacjach wentylacji mechanicznej wywiewnej oraz niektórych instalacjach nawiewno-wywiewnych.

Wentylacja a Komfort Cieplny

Na komfort cieplny wpływają parametry fizyczne określające stan środowiska zewnętrznego takie jak:

  • temperatura powietrza ta [°C],
  • temperatura promieniowania tr [°C],
  • prędkość przepływu powietrza v [m/s],
  • wilgotność względna RH [%]),

oraz indywidualne parametry dotyczące ludzi:

  • rodzaj aktywności fizycznej, czyli metabolizm M zależny od czynności wykonywanej przez człowieka [met, W/m2],
  • rodzaj odzieży, a dokładniej izolacyjność cieplna tej odzieży Icl, zależna od zestawu odzieży jaką w danej chwili nosi człowiek [clo, m2 oC/W].

Ponadto uważa się, że na komfort cieplny ma wpływ również stan higieniczny powietrza, czyli jego zapach.

Zgodnie z definicją natomiast, komfort cieplny to stan zadowolenia z warunków otoczenia, czyli taki, w którym możemy mówić, że jest zachowana równowaga cieplna organizmu [1,2]. Konieczne jest, więc zadbanie o odpowiednią wentylację w danym pomieszczeniu. Instalacja taka powinna zapewniać dopływ świeżego powietrza, co jest szczególnie istotne w przypadku sal o małej kubaturze, gdzie przebywa spora liczba osób pracujących czy też uczących się.

Jeżeli przepływające powietrze ma temperaturę niższą od temperatury powietrza wewnątrz pomieszczenia to stwarza ono uczucie zimna i przewiewu i nosi nazwę przeciągu. Na podstawie badań ustalono, że dopuszczalna prędkość powietrza w okresie letnim wynosi od 0,3 do 0,6 m/s, a w okresie zimowym prędkości te wynoszą od 0,2 do 0,3 m/s. Jednak przy dużej aktywności fizycznej człowieka ubranego dodatkowo w grubą odzież (duża wartość oporu przewodzenia ciepła) dopuszcza się wyższe wartości prędkości powietrza.

Zjawisko przeciągu odczuwane jako intensywne chłodzenie części ciała, powstaje przy niekorzystnej kombinacji temperatury i prędkości powietrza. Bezruch powietrza (v < 0,05 m/s) powoduje zaburzenie sposobów wymiany ciepła między człowiekiem, a otoczeniem i odczuwany jest także jako dyskomfort (uczucie duszności) [3,4].

Każdy człowiek, który użytkuje jakieś pomieszczenie jest źródłem zanieczyszczenia powietrza wewnętrznego (głównie w postaci dwutlenku węgla). Zdrowy organizm ludzki wykonujący lekką pracę w mieszkaniu wydziela w ciągu godziny około 18 dm3 dwutlenku węgla. Usuniecie tego zanieczyszczenia wymaga doprowadzenia do tego pomieszczenia od 20 do 30 m3/h powietrza świeżego na osobę. Spowoduje to utrzymanie dopuszczalnej koncentracji CO2 na poziomie 0,1 % obj. Powszechnie uważa się, że dwutlenek węgla w stężeniu nie przekraczającym 0,5% obj. (5000 ppm) nie oddziałuje szkodliwie na człowieka, jednak już przy stężeniu 1000 ppm może wywołać zwiększoną częstość oddychania, co przy obciążeniu powietrza innymi zanieczyszczeniami powoduje bóle głowy i nasilenie się subiektywnych odczuć związanych z zapachem [3].

Świeże powietrze jest bogate w tlen niezbędny do oddychania. Każdy człowiek potrzebuje co najmniej 25 m3 powietrza na godzinę. Każdy z nas oddychając wydziela pewną ilość dwutlenku węgla, pewną ilość wilgoci oraz przykre zapachy. Jako jednostkę określającą zapach wydzielany przez dorosłego człowieka przyjęto 1 olf.

Należy jeszcze zwrócić uwagę na fakt, że podczas spalania przez człowieka pokarmów ilość wytworzonego ciepła nie będzie nigdy mniejsza od 1,2 W na każdy kilogram masy ciała, a więc człowiek o masie ciała 70 kg wytworzy ciepło o wartości około 85 W.

Wymiana ciepła między otoczeniem, a ciałem człowieka może przebiegać przez [1]:

  • przewodzenie ciepła do powietrza,
  • konwekcję ciepła do powietrza,
  • promieniowanie ciepła z powierzchni ciała do otoczenia,
  • odparowanie wody z powierzchni skóry,
  • oddychanie,
  • wydzieliny i przyjmowanie pokarmów (2-3% oddawanego ciepła).

Bilans przepływu strumienia powietrza dla dowolnego pomieszczenia można określić wzorem:

tags: #wilgotność #względna #powietrza #wywiewanego #definicja

Popularne posty: